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大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心 實 習(xí) 教 案 實習(xí)項目名稱：工業(yè)機器人訓(xùn)練 教案編寫：姜英 實習(xí)地點：現(xiàn)代制造技術(shù)車間 講課時間： 教案審定： 工 業(yè) 機 器 人 教學(xué)目的及要求：了解工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識、應(yīng)用和簡單的工作過程 教學(xué)重點：略 教學(xué)難點：略 教學(xué)內(nèi)容：（結(jié)合實物講解） 1． 概述： 機器人是典型的光機電一體化的高科技產(chǎn)品。工業(yè)機器人是目前技術(shù)上最成熟、應(yīng)用最廣泛的機器人?，F(xiàn)在世界各國已裝配了90余萬臺工業(yè)機器人。工業(yè)機器人的應(yīng)用使產(chǎn)品的質(zhì)量更加可靠，生產(chǎn)線的柔性增加，企業(yè)適應(yīng)市場的能力大大提高。 2． 工業(yè)機器人的定義： 工業(yè)機器人是指在工業(yè)中應(yīng)用的一種可自動定位控制的，可重復(fù)編程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作機。它能夠搬運物料、零件，或者是操持工具，用以完成各種作業(yè)。 3． 工業(yè)機器人的分類： 根據(jù)臂機構(gòu)，按照其工作形態(tài)，可以分為： l 圓柱坐標(biāo)型機器人 l 極坐標(biāo)型機器人 l 直角坐標(biāo)型機器人 l 多關(guān)節(jié)型機器人 4． 實習(xí)機器人型號：ABB公司的IRB1400型小型機器人，屬于多關(guān)節(jié)型機器人。 5．IRB1400機器人的組成： Manipulator Controller Controller: 控制器。 Manipulator: 機械手。 機械本體： l 由六個轉(zhuǎn)軸組成的空間六桿開鏈結(jié)構(gòu)； l 六個轉(zhuǎn)軸均有AC伺服電機驅(qū)動，每個電機后面均有編碼器； l 每個轉(zhuǎn)軸帶有一個齒輪箱。 l 有手動松閘按鈕，用于維修時使用。 Mains Switch Teach pendant Operator’s panel Disk drive 機器人控制器： Mains Switch: 主電源開關(guān)。 Teach Pendant: 示教器。 Operator’s Panel: 操作盤。 Disk drive: 磁盤驅(qū)動器 機器人的控制系統(tǒng)主要由中心控制計算機和伺服控制器組成。中心控制計算機發(fā)出指令協(xié)調(diào)各關(guān)節(jié)驅(qū)動器之間的運動，同時完成編程、示教/再現(xiàn)以及和其他環(huán)境狀況、工藝要求、外部相關(guān)設(shè)備協(xié)調(diào)工作。伺服控制器控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動器，使各軸按一定的速度、加速度和位置要求進行運動。 (示教器) 示教器功能： 坐標(biāo)系指定： 大地、基礎(chǔ)、工具、工件 運動性質(zhì)指定：直線、姿態(tài) 軸動作：對各關(guān)節(jié)電機進行驅(qū)動控制 速度設(shè)定: 動作方式設(shè)定：單步、單次、循環(huán)\急停、暫停、運行、結(jié)束、復(fù)位指定 示教數(shù)據(jù)命令修正：對已示教過的數(shù)據(jù)命令進行修正（變更、插入、刪除）作業(yè)條件再線修正 信息顯示：數(shù)據(jù)寫入等控制，編輯，報警顯示等功能 6．IRB1400機器人的技術(shù)參數(shù)： 自由 度數(shù) 6 腕部承載能力 5kg 運動 范圍 1軸 180 2軸 -90+110 3軸 -230+50 4軸 200 5軸 115 6軸 400 重復(fù)定位精度 0.05mm~0.2mm 驅(qū)動 方式 AC伺服電機驅(qū)動 控制 方式 點到點（PTP）連續(xù)軌跡（CP） 7．程序編制 坐標(biāo)系：用戶在編制程序時，可根據(jù)需要選擇坐標(biāo)系。機器人可以建立的坐標(biāo)系有“World坐標(biāo)系”,“Base坐標(biāo)系”,“Tool坐標(biāo)系” ，Wobj工件坐標(biāo)系”，“Wirst腕坐標(biāo)系”等。 其相互關(guān)系如下： Wrist coordinates Wrist coordinates Tool coordinates Y TCP Z x Z Y x Z Y x Z Z Y Y x x Wobj coordinates User coordinates Object coordinates Base coordinates World coordinates World大地坐標(biāo)系。 Base基礎(chǔ)坐標(biāo)系。 Tool工具坐標(biāo)系。 Wobj工件坐標(biāo)系。 編制程序： 機器人的語言命令是一種用戶非常容易理解的語言。語言中的每個語句（命令）都與某種功能相對應(yīng)，機器人的各種動作都是由這些語句的組合來完成的。機器人語言命令包括運動語句、程序流程語句、外部管理與控制語句。 例：基本運動指令： MoveL p1，v100，z10，tool1; Move L: 線性運動。（Linear） Move J：關(guān)節(jié)軸運動。（Joint） Move C：圓周運動。（Circular） p1: 目標(biāo)位置。 v100: 規(guī)定在數(shù)據(jù)中的速度。 z10: 規(guī)定在轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸。 tool1: 工具。（TCP） 速度選擇：mm/s vmax速度為v5000,可自定義速度。 最大可定義至v7000，但機器人未必能達到。 轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸選擇：mm 選擇所需轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸，可自定義。 fine指機器人TCP達到目標(biāo)點，在目標(biāo)點速度降為零。機器人動作有停頓，焊接時必須用。 zone指機器人TCP不達到目標(biāo)點，機器人動作圓滑、流暢。 例：畫一個長方形。 為了精確確定p1、p2、p3、p4點，可以采用函數(shù)offs，反饋一個參變量。offs(p，x，y，z)代表一個離p1點X軸偏差量為x，Y軸偏差量為y，Z軸偏差量為z的點。 P0 P1 P2 例：圓弧指令 MoveC p1，p2，v100，z1，tool1; 例： 畫一個半徑為80mm的圓： P MoveJ p0，v500，z1，tool1; MoveL offs(p，80，0，0)，v500，z1，tool1; MoveC offs(p，0，80，0)，offs(p，-80，0，0)，v500，z1，tool1; MoveC offs(p，0，-80，0)，offs(p，80，0，0)，v500，z1，tool1; MoveJ p0，v500，z1，tool1; 8．工業(yè)機器人的應(yīng)用： 工業(yè)機器人主要應(yīng)用在電機制造工業(yè)、汽車制造工業(yè)、塑料成型加工、通用機械制造、金屬加工、鑄造及其他重型工業(yè)和輕工業(yè)等行業(yè)。涉及搬運、工具及工件裝卸、機械加工、鑄造、鍛造、熱處理、焊接（包括點焊和弧焊）、噴漆、裝配、檢驗和拋光修整等。 所實習(xí)的ABB機器人主要應(yīng)用在焊接上。 9.有關(guān)安全事項： 由于機器人系統(tǒng)復(fù)雜而且危險性大，在練習(xí)期間，對機器人進行任何操作都必須注意安全。無論什么時候進入機器人工作范圍都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害，只有經(jīng)過培訓(xùn)認(rèn)證的人員才可以進入該區(qū)域。 ① 萬一發(fā)生火災(zāi)，請使用二氧化碳滅火器。 ② 機器人在發(fā)生意外或運行不正常等情況下，均可使用急停鍵，停止運行。急停鍵不允許被短接。 ③ 機器人處于自動模式時，任何人員不允許進入其運動所及的區(qū)域。 ④ 其他安全事項詳見“用戶指南”。 7